DE102005019105A1 - Communication system e.g. switched network with substations interconnected in pairs via data circuits and one of pairs of substations is interconnected via first line or separate second line - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem, beispielsweise ein geschaltetes Netzwerk, mit einer Mehrzahl von Teilnehmern, die (paarweise) über Datenverbindungen, insbesondere Leitungen, miteinander verbunden sind.The The invention relates to a communication system, for example a switched network, with a plurality of subscribers (in pairs) via data connections, especially lines, are connected together.
Ein
geschaltetes Netzwerk ist beispielsweise in der
In verteilten Automatisierungssystemen müssen bestimmte Daten zu bestimmten Zeiten bei den dafür bestimmten Teilnehmern eintreffen und von den Empfängern verarbeitet werden. Man spricht dabei von echtzeitkritischen Daten bzw. Datenverkehr, da ein nicht rechtzeitiges Eintreffen der Daten am Bestimmungsort zu unerwünschten Resultaten beim Teilnehmer führt. Gleichzeitig werden in geschalteten Netzwerken nicht echtzeitkritische Daten erzeugt und müssen übermittelt werden.In Distributed automation systems need to be specific to certain data Times at the for certain participants and processed by the recipients become. This is called real-time critical data or data traffic, since an inaccurate arrival of the data at the destination undesirable Results at the participant leads. At the same time, switched networks are not real-time critical Data generated and transmitted become.
Die
Im Stand der Technik stellt sich nun das Problem, dass die echtzeitkritischen Daten in kurzen Zyklen übermittelt werden sollen.in the The prior art now raises the problem that the real-time critical Data transmitted in short cycles should be.
In
einem System gemäß
Für die nicht
echtzeitkritischen Daten müssen
bei einer uneingeschränkten
offenen Ethernet-Standardkommunikation Framelängen von 1,5 kByte übertragen
werden. Hierzu muss bei 100 Mbaud eine Zeitdauer von ca. 125 μs zur Verfügung gestellt
sein. Damit ergibt sich ein minimaler Kommunikationszyklus von 156,25 μs. Im Stand
der Technik gemäß der
Insbesondere in der Automatisierung ist es zur Verbesserung von Regelungsvorgängen wünschenswert, die Zykluszeiten stark zu verringern. Aufgrund der sequentiellen Übertragung von echtzeitkritischen und nicht echtzeitkritischen Daten vergrößern die nicht echtzeitkritischen Daten den minimal möglichen Kommunikationszyklus.Especially in automation, it is desirable to improve control operations, greatly reduce cycle times. Due to the sequential transmission of real-time critical and non-real-time critical data increase the non-real-time critical data the minimum possible communication cycle.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, wie die Zykluszeiten verringerbar sind.It Object of the invention to provide a solution, as the Cycle times are reducible.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass ein Teilnehmerpaar über eine erste und eine zweite, davon getrennte Datenverbindung (oder auch Koppeleinheit), insbesondere eine Leitung, miteinander verbunden sind, wobei eine Steuerung dazu ausgelegt ist, echtzeitkritische Daten der ersten Datenverbindung zuzuordnen, damit die echtzeitkritischen Daten über die erste Datenverbindung übertragen werden, und nicht echtzeitkritische Daten der zweiten Datenverbindung zuzuordnen, damit die nicht echtzeitkritischen Daten über die zweite Datenverbindung übertragen werden.The Invention solves this task in that a participant pair has a first and a second, separate data connection (or coupling unit), in particular a line connected to each other, with a controller to do so is designed, real-time critical data of the first data connection to map the real-time critical data over the first data connection, and assign non-real-time critical data to the second data connection, so that the non-real-time critical data is transmitted over the second data connection become.
Die Erfindung besteht also darin, dass die für das Kommunikationssystem notwendigen Informationen auf parallele Leitungen aufgeteilt werden. Dies gilt auch für Kommunikationsdienste, deren Übertragung in Form echtzeitkritischer und nicht echtzeitkritischer Daten erfolgt.The Invention is thus that for the communication system necessary information to be split on parallel lines. This also applies to Communication services, their transmission in the form of real-time critical and non-real-time critical data.
Die nicht echtzeitkritischen Daten können Daten zur Planung der echtzeitkritischen Übertragung umfassen, die sogenannten Context-Management-Daten (CMD).The non-real-time critical data can be data for the planning of real-time critical transmission, the so-called Context management data (CMD).
Dadurch, dass die echtzeitkritischen Daten gemäß der Erfindung über verschiedene Datenverbindungen übertragen werden, ist es möglich, lange Zykluszeiten für die Übertragung der nicht echtzeitkritischen Daten beizubehalten und gleichzeitig die nicht echtzeitkritischen Daten auf der zweiten Datenverbindung mit entsprechenden kurzen Zykluszeiten zu übertragen.Thereby, that the real-time critical data according to the invention on various Transfer data connections be, it is possible long cycle times for the transfer non-real-time critical data and at the same time the non-real time critical data on the second data connection to transmit with corresponding short cycle times.
Insbesondere wird es möglich, die Daten über die erste Datenverbindung in Übertragungszyklen von 31,25 μs Dauer oder in der Zukunft sogar noch weniger zu senden.In particular, it becomes possible to transfer the data over the first data connection in transmission cycle duration of 31.25 μs or even less in the future.
Ein Beispiel für ein Kommunikationssystem ist ein geschaltetes Netzwerk. Da die Datenübermittlung in geschalteten Netzwerken immer paarweise erfolgt und zwischen zwei Teilnehmern auch die Daten für einen Teilnehmer übermittelt werden, die an einen weiteren Teilnehmer weiterzuleiten sind, gibt es in geschalteten Netzwerken Datenengstellen, sogenannte Flaschenhälse. Dies sind Stellen, an denen die nicht echtzeitkritischen Daten besonders umfangreich sind und eine Verringerung der Zykluszeit verhindern. Es ist im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn gerade an diesen Stellen zwischen Teilnehmerpaaren erste und zweite Datenverbindungen vorgesehen werden, über die die echtzeitkritischen und nicht echtzeitkritischen Daten getrennt übertragen werden.One example for A communication system is a switched network. Because the data transmission in switched networks always takes place in pairs and between Two participants also transmitted the data for one participant are to be passed on to another participant, there are in switched networks, data bottlenecks, so-called bottlenecks. This are places where the non-real-time critical data is special are extensive and prevent a reduction of the cycle time. It is particularly advantageous in the context of the invention, if straight at these points between subscriber pairs first and second data connections be provided over which transmit the real-time critical and non-real-time critical data separately become.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationssystems, insbesondere eines geschalteten Netzwerks mit einer Mehrzahl von Teilnehmern, bei dem echtzeitkritische und nicht echtzeitkritische Daten zwischen je zwei Teilnehmern übertragen werden, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen zumindest einem Teilnehmerpaar die echtzeitkritischen Daten über eine erste Verbindungsleitung und die nicht echtzeitkritischen Daten über eine davon getrennte zweite Verbindungsleitung übertragen werden. Eine entsprechende Zuordnung wird von einer Steuerung vorgenommen.The Invention also relates to a method of operating a communication system, in particular a switched network having a plurality of Participants in the real-time critical and not real-time critical Data between each two subscribers are transmitted by that is characterized in that between at least one pair of participants the real-time critical data about a first connection line and the non-real time critical data via a be transmitted separated second connection line. A corresponding Assignment is made by a controller.
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Beseitigen einer Datenengstelle für die Datenkommunikation in einem geschalteten Netzwerk, in dem zwischen zwei Teilnehmern je über eine erste Datenverbindung echtzeitkritische und nicht echtzeitkritische Daten übertragen werden, die dadurch gekennzeichnet ist, dass an der Datenengstelle eine zweite Datenverbindung vorgesehen wird, wobei die echtzeitkritischen Daten dann über die erste und die nicht echtzeitkritischen Daten über die zweite Datenverbindung gesandt werden.for Invention belongs also a method for eliminating a data bottleneck for the data communication in a switched network, between two participants ever over a first data connection real-time critical and not real-time critical Transfer data which is characterized in that at the data source a second data connection is provided, the real-time critical Data then over the first and the non real-time critical data about the second data connection are sent.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der:A advantageous embodiment the invention will now be described with reference to the drawing, in the:
Die
Die
Softwaresteuerung der jeweiligen Geräte erfolgt in den Einheiten "Applikation", "Kommunikations-Stapel" und einer Steuerung
zur Zuordnung der Daten. Die Steuerung ordnet sämtliche Daten, die zu dem zweiten
Gerät
Das übertragen
von Daten über
die Leitung
Sollen
in den Bereichen
Viele
Applikationen, beispielsweise im Werkzeugmaschinenbereich, erfordern
kurze Regelungszyklen. Dementsprechend schnell müssen die für die Regelung notwendigen
echtzeitkritischen Daten übertragen
werden. Die erreichbare Regelungsgüte ist über die erreichbare Zykluszeit
mit der Menge der insgesamt übermittelten
Daten korreliert. Die Zeitdauer der Bereiche
Zusätzlich zum
Anschließen
der Leitung
Die
Ansteuerung der Schnittstellen durch die Steuerung erfolgt nun wie
folgt: Über
die Leitung
Die
Die Erfindung ermöglicht es somit, in einem Kommunikationssystem wie etwa einem geschalteten Netzwerk flexibel an bestimmten Stellen, insbesondere an Datenengstellen eine zweite Leitung vorzusehen. Hiermit wird es möglich, auf einer der beiden Leitungen extrem kurze Zykluszeiten für die Übertra gung echtzeitkritischer Daten vorzusehen, während auf der zweiten Leitung die nicht echtzeitkritischen Daten mit beliebigen Zykluszeiten übertragen werden können.The Invention allows thus, in a communication system such as a switched one Network flexible at certain points, especially at data sources to provide a second line. This will make it possible one of the two lines extremely short cycle times for the transmission real-time critical data while on the second line the non-real-time critical data with arbitrary cycle times are transmitted can.
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